О методике изучения языка программирования Turbo Pascal на факультативных занятиях по информатике

Основным понятием информатики является понятие информации. Почти полвека тому назад американский ученый, отец кибернетики Норберт Винер дал такое определение информации: „Информация есть информация, не материя и не энергия" Но несмотря на свою нематериальную сущность, информация служит определяющим фактором развития экономической, технической, научной и других сфер человеческой деятельности. Информация обладает замечательным свойством: если се аккумулировать и обрабатывать, то она даст новые сведения и приводит к новым знаниям. Она также позволяет человеку ориентироваться в окружающем мире, обеспечивает его жизнедеятельность.

Последняя четверть нашего столетия отличается мощным информационным взрывом. Ежегодно в мире публикуется около 100 тыс. журналов на 60 языках, выходит более 5 млн научных ста тей, книг, брошюр, защищается более 250 тыс. диссертаций. Ежеминутно в мире публикуется около 2 тыс. печатных страниц научных текстов: каждые 1,5 — 2 мин предлагается новое техническое решение; каждый час регистрируется 15 — 20 научных изобретений и открытии. Невозможность своевременно аналитически охватить все научные достижения может привести к частичному дублированию исследований, увеличению сроков разработок, отставанию в системе образования и т. д. Материалы американской статистики свидетельствуют о том, что каждая десятая исследовательская работа является излишней, так как была проделана ранее и результаты се где-то были опубликованы. И это в одной из самых компьютеризованных стран ми-ра! *х

По данным ЮНЕСКО, каждый ученый, разработчик или исследователь половину своего времени расходует на по-

иск необходимой информации, и более 50 % рабочих и служащих страны заняты в отраслях, которые производят, организуют хранение, обработку и распространение информации. Разработав компьютер и наделив его способностью оперировать огромным объемом информации, человек приобрел помощника в области информации. С созданием компьютера появились новые информационные технологии и возникла информационная индустрия.

Наука информатика занимается изучением свойств информации, а также способами представления, накопления и передачи информации. Если приобретение новых знаний об окружающем мире — наука, то реализация этих знаний в процессе создания и использования материальных и духовных ценностей — уже технология. Ядро информатики составляют информационные технологии как совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых в ы пол н я ются разн ообразн ы с операции по обработке информации во всех отраслях человеческой деятельности. Информационные технологии называют также компьютерными технологиями или прикладной информатикой.

Основы компьютерной технологии включают в себя:

• —    изучение основополагающих принципов работы программно-технических средств и организации данных в компьютерных системах;

• —    овладение важнейшими навыками работы с персональным компьютером (ПК), включая технику работы с клавиатурой;

• —    освоение базовых элементов современной информационной технологии: обработки изображений и текстовых документов, работы с электронными таблицами и базами данных;

• —    ознакомление со сферой применения компьютеров в различных отраслях народного хозяйства.

В настоящее время информатика играет в жизни общества фундаментальную роль, се по праву называют царицей наук в современном информационном обществе.

В свете новых требований, предъявляемых к выпускнику средней школы, он должен в курсе информатики на основных и факультативных занятиях приобрести знания по следующим разделам.

• 1.    Понятие информации. Свойства информации. Модели представления информации.

• 2.    История развития вычислительной техники. Классификация ЭВМ.

• 3.    Архитектура современного ПК.

• 4.    Программное обеспечение ПК и его классификация.

• 5.    Операционные системы и их характеристика.

• 6.    Файловая структура MS DOS. Основы работы в среде MS DOS.

• 7.    Основные сведения по NORTON COMMANDER. Работа с файлами, каталогами и дисками в NORTON COMMANDER.

• 8.    Основы работы в WINDOWS.

• 9.    Математические основы работы ЭВМ. Основы машинной арифметики.

• 10.    Понятие алгоритма и его свойства. Полное построение алгоритма. Формы представления алгоритма. Базовые структуры алгоритмов.

• 11.    Алгоритмические языки программирования и их классификация.

• 12.    Алгоритмические языки Turbo BASIC или Quick BASIC.

• 13.    Алгоритмические языки Turbo PASCAL или Borland PASCAL.

Язык Turbo PASCAL изучается на факультативных занятиях по информатике и программированию в старших классах школ-лицеев с математическим уклоном. Этот язык был разработан в 1972 г. Никлаусом Виртом в Цюрихском институте информатики в Швейцарии. Укажем ряд характеристик и достоинств языка Turbo PASCAL, которые обеспечивают ему успех.

• 1.    Язык в естественной форме отражает современные концепции технологии разработки программ благодаря наличию:

• —    развитой системы типов;

• —    ориентации на принципы структурного программирования;

• —    поддержки процесса пошаговой разработки.

• 2.    Turbo PASCAL является довольно легким для изучения и освоения.

• 3.    Несмотря на относительную простоту языка, он вполне пригоден для разработки очень больших и сложных программ, например для написания операционных систем.

• 4.    Turbo PASCAL весьма технологичен для реализации практически для всех машинных архитектур.

• 5.    Язык стандартизирован во многих странах. В 1983 г. был принят международный стандарт ISO 7185 : 1983.

• 6.    Turbo PASCAL — традиционный алгоритмический язык структурного программирования.

• 7.    Turbo PASCAL является типизированным языком; это означает фиксацию типов при их описании, а также строгий контроль преобразований типов и контроль доступа к данным в соответствии с их типом как на этапе компиляции, так и на этапе исполнения программы.

• 8.    Синтаксис языка довольно несложен. Программы записываются в свободном формате в наглядном и удобном виде.

Алгоритмический язык Turbo PASCAL изучается в школах, школах-лицеях с математическим уклоном. Вашему вниманию предлагается примерная программа факультативного курса „Программирование в среде Turbo PASCAL" и задания лабораторного практикума.

ПРОГРАММА КУРСА

• 1.    Система программирования Turbo PASCAL. Краткая характеристика. Загрузка интегрированной среды.

• 2.    Работа в интегрированной среде. Управляющая среда. Подсистема помощи. Операции с файлами. Ввод и редактирование программы. Отладка и выполнение программы. Компиляция файлов.

• 3.    Основы программирования. Алфавит языка. Простейшие конструкции: константы, переменные. Структура программы.

• 4.    Иерархии типов. Стандартные типы данных и типы, определяемые пользователем. Объявление типа данных.

• 5.    Описание переменных, констант и типов.

• 6.    Преобразование типов. Совместимость типов.

• 7.    Регулярные типы. Массивы.

• 8.    Комбинированные типы. Записи. Строковые типы. Множественные типы.

• 9.    Встроенные функции. Арифметические и логические выражения.

• 10.    Простой, составной и пустой операторы.

• 11.    Основные операторы. Оператор

• 12.    Операторы ввода и вывода.

• 13.    Организация циклов в языке Turbo PASCAL. Операторы цикла с предусловием и постусловием, оператор цикла с параметром. Организация вложенных циклов.

• 14.    Операторы обработки записей и множеств.

• 15.    Функции пользователя.

• 16.    Процедуры. Механизмы параметров. Параметры-значения и параметры-переменные. Бестиповые параметры.

• 17.    Предварительные и внешние описания подпрограмм.

• 18.    Процедурные типы.

• 19.    Ссылочные типы. Динамические переменные.

• 20.    Файловые переменные и типы. Операции над файлами. Операции ввода-вывода. Перемещения по файлу.

• 21.    Текстовые файлы.

• 22.    Стандартные текстовые файлы.

• 23.    Файлы без типа.

• 24.    Общая структура модуля. Использование и компиляция модулей. Стандартные модули.

• 25.    Основные понятия объектно-ориентированного программирования.

• 26.    Системно-зависимые расширения. Оверлеи.

присваивания. Оператор безусловного перехода и условный оператор. Оператор варианта.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ НА ЯЗЫКЕ TURBO PASCAL

Лабораторная'работа № 1 Арифметические выражения и их вычисление

Составить блок-схему и программу на языке Turbo PASCAL решения следующей задачи.

Вычислить значение функции при заданных значениях параметров f(x) = у, где Гу = у (и), ' и = u(v), [v = v(x);

f(х), y(u), u(v), v(x) —заданные функции.

Лабораторная работа № 2

Условный оператор и оператор варианта

Составить блок-схему и программу на языке Turbo PASCAL решения следующих задач.

• 1)    Вычислить значение функции при

заданных значениях параметров по указанным формулам:

f1(х), если х < а,

f(x) =4f2(x), если а < х < Ь,

J3(x), если х > b при заданных значениях переменной х.

• 2)    Решить квадратное уравнение ах² + Ьх + с = О

при различных значениях коэффициентов уравнения а, Ь, с.

• 3)    Составить программу-калькулятор.

Лабораторная работа № 3 Организация циклов в Turbo PASCAL

Составить блок-схему и программу на языке Turbo PASCAL решения следующих задач.

• 1)    Вычислить значение функции при

  заданных значениях параметров по указанным формулам:
  	fl(x),	если x < a,
  f (х) ='	f2(x),	если a < x < b,
  	f3 (x),	если x > b

при изменении переменной х в указанном промежутке m < х < п с заданным шагом h.

• 2)    Вычислить n! (n! = 1 2 ... п).

• 3)    Вычислить сумму квадратов четных и кубов нечетных чисел от 1 до 25.

Лабораторная работа № 4

Обработка одномерных массивов

Составить блок-схему и программу на языке Turbo PASCAL для обработки одномерного массива А(60).

Ввод и вывод одномерного массива.

Нахождение минимального и максимального элементов.

Нахождение суммы и среднего арифметического: а) всех элементов; б) положительных элементов массива.

Сортировка (линейная, пузырьковая).

Лабораторная работа № 5

Обработка двумерных массивов

Составить блок-схему и программу на языке Turbo PASCAL для обработки двумерного массива В (15, 20).

Ввод-вывод двумерного массива.

Нахождение минимального и макси мального элементов двумерного массива.

Нахождение одномерных массивов из минимальных и максимальных элементов строк и столбцов двумерного массива.

Транспортирование двумерного массива.

Нахождение суммы и среднего арифметического: а) всех элементов; б) положительных элементов двумерного массива.

Нахождение следа квадратного двумерного массива.

Лабораторная работа № 6 Подпрограммы-функции

Составить программу на языке Turbo PASCAL для решения следующих задач.

• 2)    Найти решения нелинейных уравнений, применяя один из указанных методов:

а) метод деления пополам; б) метод касательных; в) метод хорд; г) метод итераций.

Вычисление минимальных и максимальных значений произвести с использованием подпрограммы-функции.

• 3)    Вычислить интеграл, применяя один из численных методов:

а) метод прямоугольников; б) метод трапеций; в) метод параболических трапеций Симпсона.

Лабораторная работа № 7 Процедуры

Выполнить задания из лабораторной работы № 6 с использованием подпрограмм-процедур.

Лабораторная работа № 8 Записи

Составить программу на языке Turbo PASCAL для обновления данных об успеваемости студентов с использованием файловых структур.

Очень важным нам представляется то, что изучение языка Turbo PASCAL не требует от ученика какой-то специальном подготовки в области математики или информатики и вычислительной техники — достаточно лишь знакомства с математической символикой, применяемой в школьном курсе алгебры. Факультатив ный курс по Turbo PASCAL предполагает сочетание лекционных занятий, на которых преподается теоретическая часть материала, и лабораторных занятий, на которых выполняются индивидуальные задания на компьютере. Контрольные задания позволяют оценить уровень подготовки ученика.

МОДУЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ В ГЕОГРАФИИ

(ИЗ ОПЫТА РАБОТЫ)

Главная задача любого учителя — дать прочные и глубокие знания каждому ученику, показать школьникам их внутренние ресурсы и привить им желание учиться.

Я всегда задаюсь вопросом: „Почему так трудно научить детей учиться?" По-моему, одна из причин — в том, что дети работают нс систематически. В результате — пробелы в знаниях и, как следствие, быстрое угасание интереса к учебе. Одним из направлений решения этой задачи может быть использование в учебном процессе листов опорных сигналов (ЛОО. Обучение по ним — творческая работа. ЛОС дают возможность увеличить объем изучаемого на одном уроке, показать структуру изучаемой темы, позволяют ученикам следить за последовательностью изложения материала, устанавливать причинно-следственные связи.

Для того чтобы обеспечить синтез теоретической и практической подготовки школьников, я попыталась разбить весь учебный курс географии в каждой параллели на блоки, каждый из которых включает:

• а)    лекции;

• б)    семинары (обеспечивающие проработку теоретических вопросов);

• в)    практические работы;

• г)    самостоятельную работу в школе и дома.

Соотношение разных видов занятий в блоках неодинаково. Например, блок „Межотраслевые комплексы* (МОК) включает 6 — 8 лекций, 2 — 3 семинара, 3 — 4 практические работы и самостоятельную работу в школе и дома. Причем последняя или предшествует изучению блока, или ведется параллельно с ним.

Обязательным является учет уровня подготовленности учащихся. В классах со средним и высоким подготовительным уровнем я строю занятия так: сначала читаю все лекции, а затем провожу семинары и практические работы. В более слабых классах одну из лекций я читаю